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文/许鑑良 金轮科创股份有限公司 成纱棉结杂质的控制，除第一、二讲中所述合理配料，不同原料不同处理，清梳合理负担之外，由第二讲纺纱过程中棉结杂质变化规律可知，棉结杂质控制的关键工序是梳棉，形成纱线中棉结杂质的绝大多数是带纤维杂质、短绒和棉结。这类杂质，粘附性强，在开清棉机械中很难清除，唯有梳棉机除尘刀后第二落杂区和小漏底网眼可排除一部分，盖板则为主要清除点。精梳系统中，精梳亦可除去大量短绒、杂质和部分棉结。因此，要降低结杂，应充分重视梳棉的工作。 降低梳棉结杂的工作很多：主要有整顿好梳棉机机械状态；做好五快一准，紧隔距强分梳；选用优质针布；合理工艺设计；控制落棉；减少搓擦；控制短绒率；提高纤维平行伸直度；采用新工艺新技术；严格控制温湿度等。 梳棉机相邻机件间隔距均很小，只有严格平装机器，才能保证各处隔距的正确性，发挥合理工艺设计的效果。因此严格平装机器，进行专件检修，是降低生条结杂提高棉网清晰度的最基础、最根本性的工作。 梳棉机在生产运转过程中，某些部件发生磨损走动、锈蚀等，必须及时校正、检修、保养，确保良好的机械状态。整机的主要技术要求如下。 1.1 锡林道夫轴偏弯时，应拔轴检修，提高轴线同轴度，使装配后轴的圆跳动≤0.01mm，滚筒表面横向直线度、圆跳动≤0.02mm。 1.2 校锡林、道夫、刺辊的静、动平衡，平衡振幅≤0.05mm。 1.3 检修刺辊闷头，减小轴的弯曲、偏心，提高刺辊包卷圆整度，使刺辊轴芯圆跳动≤0.02mm，铁胎直线度≤0.03mm，圆度≤0.03mm，圆跳动≤0.03mm。槽宽；槽深≤0.02mm，齿槽深度浅于齿基部高度0.1～0.15mm。 1.4 检修锡林、道夫、刺辊轴承，控制轴与轴承间隙，将平面滑动轴承改滚动轴承。 1.5 整修盖板铁骨，整修磨损的踵趾面，0.9mm大踵趾改0.56mm小踵趾，确保踵趾差一致性；盖板大平面粘贴纸柏，涂石膏、涂环氧树脂或涂醇酸腻子等，提高盖板大平面的平面度。经整修后，盖板大平面平面度≤0.02mm；踵趾面宽度3～3.2mm，四角着实，踵趾高低差异±0.02mm。 1.6 检修曲轨，使曲轨工作面与内侧平面垂直度≤0.02mm，曲轨内侧面平面度≤0.02mm，工作面粗糙度Ra≤1.6μm。 1.7 检修给棉罗拉，使其圆柱度≤0.02mm，直线度≤0.02mm，同轴度≤0.02mm(罗拉体对罗拉颈的同轴度)；表面粗糙度Ra≤3.2μm。 1.8 检修给棉板：工作面粗糙度Ra≤1.6μm，工作面平面度＜0.02mm，鼻尖宽度≥2.5mm，且纵向一致，圆弧面平整度＜0.02mm，出口平直，有棱无圆角。给棉板底面与机架紧固后中间变动量＜0.02mm。 1.9 检修锡林前后罩板，其圆弧差异两边≤0.02mm，中间0.1～0.15mm，上下口直线度≤0.05mm，粗糙度Ra≤3.2μm。 1.10 大小漏底弧长的曲率半径符合滚筒直径和各点隔距要求。 1.11 整顿磨辊，齿轮箱内齿轮无显著磨损，啮合正常；磨盘与钢管配合最大间隙≤0.03mm，滑动灵活，磨辊轴芯钢管偏差≤0.02mm，磨盘圆度0.02mm。 平机架时，做好六点水平，对准中心线，校锡林四角，精细垫好车脚。做好左右墙板垂直度与锡林同心度。做好左右墙板各托脚滑轨作用线与锡林法线的重合，确保盖板准确安装。 只有把上述各点做好了，才能确保工艺上车，隔距准确。为降低结杂打下坚实基础。 2.1 五快一准 在梳棉机机械状态良好的基础上，使锡林、刺辊、盖板、道夫和附加分梳件等的针齿经常保持锋锐，各处隔距准确一致，是减少结杂的最基本工作。要做到这一点，除做好滚筒的圆整度、平直度、径向跳动、动静平衡外，针布包卷要平整，包后齿高差异应控制在±0.02mm，使锡林道夫针面平整度控制在≤0.06mm。采用合理的磨针工艺，平侧磨适当交替，确保针布既锋利又平整。盖板针布磨砺后的质量要求如表1所示。磨砺盖板踵趾及踵端小平面，提高盖板踵趾面平整度。并采用机上特种设备，使踵部磨成3mm小平面，以减少隔距差异，增强梳理效果。 表1 盖板磨砺质量分类参考标准 针布使用后的磨针周期，应以生条棉结上升到超出控制范围的时间，作为磨针周期。据国外报道，日本金井公司推荐的磨针周期如表2所示。 表2 针布磨针周期 瑞士格拉夫公司介绍，新针布包卷上车后必须轻轻平磨一次，以消除小圆头齿，个别高齿和齿尖脱碳层，确保针面平整，隔距准确。并认为新针布加工50t纤维后需第一次磨针；再生产40t纤维后，第二次磨针；第三次磨针开始，按每生产30t纤维进行一次，直至加工300t纤维，属针布正常使用寿命。高产梳棉机采用合金钢高耐磨针布，磨针周期可略长，以加工45t纤维进行一次，其正常寿命为500t纤维加工量。 磨针对降低棉结的效果：第一次磨针，降低棉结最多，以后随磨针次数增加，降低棉结百分率逐渐下降，周期缩短。侧磨效果优于平磨。平磨可减小齿尖尖劈角，恢复齿尖抓取握持纤维的能力，减少纤维搓擦，故可有效降低棉结。但平磨后齿顶面积增大，穿刺能力下降。侧磨可显著减小齿顶面积，提高穿刺能力，所以可显著降低棉结。但侧磨时磨片从一个针隙跳到另一个针隙时，刮擦齿顶，往复过多，尖劈角增大，平整度降低。所以应平侧磨适当交替，以便平侧磨优势互补。经2～3次平磨后，进行一次侧磨为宜，以期达到既锋利又平整的目的，部分恢复齿尖成形，延长针布使用寿命。 关于磨针方法，磨料、磨针工艺，因限于篇幅，这里不作详述。 2.2 紧隔距、强分梳 梳棉机锡林、刺辊转速高，纤维离心力大，相邻机件间隔距大时，纤维易抛离针齿，处于相邻机件间隙内，成为浮游纤维。因相邻机件均存在很大的速度差异，故浮游纤维受到剧烈搓擦，从而造成大量棉结。采用紧隔距，可防止锡林针面上纤维浮起，增加对扬起的纤维端摩阻，也即大大增加梳理力及纤维对针齿的正压力，增强针齿对纤维握持，防止浮游纤维产生。在刺辊与给棉板间，锡林与盖板，锡林与固定盖板、刺辊与分梳板间，紧隔距可增加纤维或纤维束的梳理长度。在锡林与刺辊间，紧隔距可提高刺辊上纤维束向锡林转移，减少刺辊返花在给棉板处与喂入棉层搓擦成结。在锡林道夫间，紧隔距可提高道夫转移率，减少锡林上返回负荷，从而减轻锡林盖板间针面负荷，提高锡林盖板间一次分梳的能力，从而降低棉结。 紧隔距、强分梳，可使纤维呈单根状态，使杂质与纤维分离，杂质充分暴露，利于排除杂质；同时因纤维梳理长度增加，纤维分离度和平行伸直度提高，纠缠减少，防止后道牵伸中拉扯成结。因此，实践证明，在机械状态正常的前提下梳棉机上的隔距以偏小为宜。 紧隔距、强分梳后，棉结变小，杂质碎裂，粒数增加，粒重减轻。细小杂质，在加工中因棉网抖动，吸尘等易落掉或吸除，在成纱中细小结杂易被包覆在纱线内部，故成纱或布面结杂减少。 梳棉机上刺辊锯条，锡林、道夫、盖板针布、剥棉齿条，预分梳板和固定盖板上齿片，是梳棉机加工纤维的核心元件。其齿形规格、制造质量，钢材成分及选用时规格搭配，均直接影响成纱质量及机物料消耗。因此，选用优质针布，对降低棉结杂质具有极其重要的意义。 3.1 齿形规格选配 目前国内针布的齿形规格，绝大多数是仿Graf的齿形规格，真正有独特齿形规格的针布并不多见，选用的主要依据是加工纤维类别，纺纱号数，梳棉机产量和速度等。 3.1.1 纤维类别 梳棉机上加工的纤维，主要有棉、棉型化纤（1.2～1.5旦×38mm）、细旦化纤（0.8～1. 2旦×38mm）、中长化纤（2～3旦×51～71mm）。个别厂还纺落毛、落麻和绢丝（绵）等。棉纤与金属的摩擦系数比化纤与金属的摩擦系数小，纺制中不易绕花，故锡林、刺辊可选用比纺同号化纤纱的工作角较小，齿略深，密度较密的针布。化纤摩擦系数大，易产生静电，易绕滚筒，故应选齿形释放性强，工作角较大，齿浅或带负角，齿密较稀的锡林刺辊针布。细旦化纤除具有化纤特点外，因长细比更大，刚度小，同重量时根数大大增加，比一般化纤更易绕滚筒，更易产生棉结，故应选带负角，释放性强，但齿较密的锡林、刺辊针布。中长化纤、纤维长度长，更易绕滚筒，除选用化纤针布外，锡林针布纵向齿距可较大。长绒棉纤维又细又长，应选用齿密大，工作角较小，基厚薄，纵向齿距略大的锡林针布。毛、麻、绢等纤维，长度接近化纤，摩擦系数比棉大，故可选用类似化纤的锡林、刺辊针布。 道夫针布应与锡林针布搭配，当纺化纤时，应配齿隙深、工作角小、齿隙容纤量大的针布，以提高道夫转移率。纺棉时，应配齿略浅、工作角略大的针布。 3.1.2 纺纱号数 纱号决定原料选用、梳棉机产量、速度和定量。纱号愈细，选用原料细度细、长度长，梳棉机产量、速度低，定量轻，要求棉结杂质愈少，条干愈均匀，梳理度要求高。故纱号愈细，选用锡林、盖板的针密愈高，且应以增加横向密度为主。 不同纱号锡林针密如下： 纱号不同，选配盖板针密如下： 前后固定盖板针密选配如表３所示。从刺辊侧到道夫侧，齿密从稀到密。 表3 单位：齿/(25.mm)2 3.1.3 梳棉机产量和速度 梳棉机产量提高，锡林速度相应增加，以便保证单根纤维的平均梳理度（每根纤维作用针齿数）。锡林速度增加，纤维离心力增大，纤维易抛离针尖，搓擦成结。为使纤维或纤维束在锡林速度提高后仍处于齿尖部摩擦角范围内，自动制动于针尖端，此时针齿工作角应相应减小。否则游离纤维增多，棉结增加。锡林速度与锡林针布工作角选配如表４所示。同时，在通过纤维量增加的情况下，确保梳理度不变，齿密应相应增大，但齿深减浅，以免齿隙充塞，使纤维限制在针尖端受梳。 表4 不同锡林速度、锡林针布工作角选配 3.2 针布制造质量 针布制造质量对纺纱效果影响很大。制造质量不好，不但难以包卷上车，而且新针布棉结就多。优质的针布，齿两侧面光洁，无轧辊横纹，粗糙度Ra≤0.2μm；齿顶面积≤0.05×0.07mm，尖劈角小，齿尖锋锐；冲口无横纹、微缺损，断口无卷边；淬火深度达2/3齿深，金相组织为回火马氏体加较多碳化物，再加残余奥氏体，颗粒细小而且均匀分布；齿尖周围无脱碳；基部硬度≤218HV，且长度上均匀一致。包后针面平整、光洁，手感抓手，色泽一致，使用寿命长。 3.3 针布钢材 针布钢材是影响针布使用寿命的主要因素之一，国内在研究材质过程中曾试用过65Mn，T8、T9A、80WV、80WVRe、80CrV、70WV等，都因冷热加工、焊接性能差而未能推广应用。因此国内高产梳棉机上高耐磨针布至今未有重大突破。在长期探索过程中深深认识到针布磨损机理属软磨料接触疲劳磨损为主，兼有外来硬杂的犁耕；在化纤纺中，还偶尔见有化学腐蚀；在静电纺特殊场合下，主要是电腐蚀。针对此磨损机理，钢材元素成分配方中应韧中带硬，即在韧的基体中形成细小而均匀分布的碳化物硬质点，才能既提高抗软磨料接触疲劳磨损，又能抗外来硬杂的犁耕，并适量加入抗腐蚀元素，以便大大提高针布耐磨度。据此磨损机理国内目前已经研制出拉丝、轧片、冲齿等冷加工性能好，淬火、热处理金相组织优良，易焊接的GRST1#钢材，已在分梳辊齿条、高产梳棉机锡林针布上推广使用。（未完待续）
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